一種欠壓保護的led燈電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種欠壓保護的LED燈電路，所述LED燈電路包括主電路單元；所述主電路單元設置有外部電源輸入端、LED燈電流輸入端、鎳氫電池端、二極管D1、二極管D2、二極管D3、限流電阻R1和限流電阻R20；所述外部電源輸入端與二極管D1的正端相連，二極管D1的負端分別通過限流電阻R1和限流電阻R20同所述鎳氫電池端并聯連接，所述鎳氫電池端與二極管D2的正端相連，所述二極管D2的負端與LED燈電流輸入端相連，所述外部電源輸入端與二極管D3的正端相連，所述二極管D3的負端與LED燈電流輸入端；所述LED燈電路還包括控制限流電阻R20通斷的鎳氫電池充電保護單元以及控制二極管D2通斷的欠壓保護單元。用該LED燈電路能夠很好地保護鎳氫電池以及LED燈。
【專利說明】
一種欠壓保護的LED燈電路
技術領域
[0001]本發明涉及電路技術領域，具體涉及一種欠壓保護的LED燈電路。
[0002]
【背景技術】
[0003]應急工業燈用于高度在5至9米之間的無爆炸性氣體、粉塵的各類廠房、倉庫、車站、體育館等場所照明，有時應用于突然停電等情況，因此需要設置鎳氫充電電池，同時，處于停電或充電狀態的應急工業燈，對充電電池、過欠壓保護具有較高的要求。
[0004]
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種欠壓保護的LED燈電路，用該LED燈電路能夠很好地保護鎳氫電池以及LED燈。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種欠壓保護的LED燈電路，所述LED燈電路包括主電路單元;所述主電路單元設置有外部電源輸入端、LED燈電流輸入端、鎳氫電池端、二極管D1、二極管D2、二極管D3、限流電阻Rl和限流電阻R20;所述外部電源輸入端與二極管Dl的正端相連，二極管Dl的負端分別通過限流電阻Rl和限流電阻R20同所述鎳氫電池端并聯連接，所述鎳氫電池端與二極管D2的正端相連，所述二極管D2的負端與LED燈電流輸入端相連，所述外部電源輸入端與二極管D3的正端相連，所述二極管D3的負端與LED燈電流輸入端;所述LED燈電路還包括控制限流電阻R20通斷的鎳氫電池充電保護單元以及控制二極管D2通斷的欠壓保護單元。
[0007]優選地，所述欠壓保護單元包括精密穩壓電源、比較器U1A、二極管D4、三極管Q1、P型場效應管和N型場效應管，所述P型場效應管與二極管D2和鎳氫電池端相連，所述精密穩壓電源包括可調基準集成電路TL431和NPN三極管，所述比較器UlA的基準電壓輸入端與所述NPN三極管相連，所述比較器UlA的比較電壓輸入端通過分壓電阻R8和分壓電阻R9與鎳氫電池端相連，所述比較器UlA的信號輸出端通過三極管Ql與N型場效應管相連，所述N型場效應管通過限壓電阻R2和限壓電阻R3控制P型場效應管的通斷。
[0008]優選地，所述鎳氫電池充電保護單元包括比較器U1B、二極管D5、三極管Q6、N型場效應管和P型場效應管，所述P型場效應管與二極管Dl和限流電阻R20相連，所述比較器UlB的比較電壓輸入端通過分壓電阻R22、分壓電阻R17以及可調電阻Wl與鎳氫電池端相連，所述比較器UlB輸出端與三極管Q6相連，所述三極管Q6與N型場效應管相連，所述N型場效應管與所述P型場效應管相連。
[0009]優選地，所述外部電源輸入端的電壓為24V，鎳氫電池端的工作電壓為15-23.5V。
[0010]優選地，所述欠壓保護單元的臨界電壓為15V，所述鎳氫電池充電保護單元的臨界電壓為22V。
[0011]本發明方法具有如下優點:本發明提供的LED燈電路能夠很好地控制鎳氫電池的充放電以及LED燈的照明。
[0012]
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明欠壓保護的LED燈電路一種【具體實施方式】的示意圖。
[0014]圖2是本發明主電路單元和鎳氫電池充電保護單元一種【具體實施方式】的示意圖。
[0015]圖3是本發明欠壓保護單元一種【具體實施方式】的示意圖。
[0016]
附圖標記說明
Jl為外部電源，J2為LED燈，R1-R25為電阻，D1-D5為二極管，Q1、Q3、Q4為三極管，Q2為N型效應管，Q5為P型效應管，UlA為比較器，UlB為比較器，U2A為可控精密穩壓源，E1-E3以及Cl -C4為電容器，BAT為16節鎳氫電池
【具體實施方式】
[0017]以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0018]應急工業燈使用了性能穩定的鎳氫電池作為其儲能電池，外部供電情況下，照明燈具優先使用輸入24Vdc電源，同時為鎳氫電池充電，當充電飽和時充電自動切換為涓流，保護電池。當外部電源(即主電源)失去時，鎳氫電池在第一時間切換到供電模式，保證照明燈具的供電，并保證亮度和原來電源供電一致。在主電源失電后可以不間斷繼續點亮LED燈90分鐘。
[0019]當電池電壓低于15V時，在欠壓保護電路的控制下，關閉場效應管MPI，停止電池電流輸出。主電源恢復后立即由主電源點亮LED燈，并通過Dl和限流電阻Rl和R20對電池充電。
[0020]如圖1所示，本發明提供一種欠壓保護的LED燈電路，所述LED燈電路包括主電路單元;所述主電路單元設置有外部電源輸入端、LED燈電流輸入端、鎳氫電池端、二極管D1、二極管D2、二極管D3、限流電阻Rl和限流電阻R20;所述外部電源輸入端與二極管Dl的正端相連，二極管Dl的負端分別通過限流電阻Rl和限流電阻R20同所述鎳氫電池端并聯連接，所述鎳氫電池端與二極管D2的正端相連，所述二極管D2的負端與LED燈電流輸入端相連，所述外部電源輸入端與二極管D3的正端相連，所述二極管D3的負端與LED燈電流輸入端;所述LED燈電路還包括控制限流電阻R20通斷的鎳氫電池充電保護單元以及控制二極管D2通斷的欠壓保護單元。
[0021]欠壓保護單元為本領域技術人員所熟知，本發明中可以采用現有欠壓保護單元進行保護LED燈。一種【具體實施方式】，如圖2所示，所述欠壓保護單元包括精密穩壓電源、比較器U1A、二極管D4、三極管Q1、P型場效應管和N型場效應管，所述P型場效應管與二極管D2和鎳氫電池端相連，所述精密穩壓電源包括可調基準集成電路TL431和NPN三極管，所述比較器UlA的基準電壓輸入端與所述NPN三極管相連，所述比較器UlA的比較電壓輸入端通過分壓電阻R8和分壓電阻R9與鎳氫電池端相連，所述比較器UlA的信號輸出端通過三極管Ql與N型場效應管相連，所述N型場效應管通過限壓電阻R2和限壓電阻R3控制P型場效應管的通斷。
[0022]電池充電保護單元是本領域技術人員熟知，一種【具體實施方式】，如圖3所示，所述鎳氫電池充電保護單元包括比較器U1B、二極管D5、三極管Q6、N型場效應管和P型場效應管，所述P型場效應管與二極管Dl和限流電阻R20相連，所述比較器UlB的比較電壓輸入端通過分壓電阻R22、分壓電阻R17以及可調電阻Wl與鎳氫電池端相連，所述比較器UlB輸出端與三極管Q6相連，所述三極管Q6與N型場效應管相連，所述N型場效應管與所述P型場效應管相連。
[0023]本發明中，一種優選實施方式，所述外部電源輸入端的電壓為24V，鎳氫電池端的工作電壓為15-23.5V。
[0024]本發明中，一種優選實施方式，所述欠壓保護單元的臨界電壓為15V，所述鎳氫電池充電保護單元的臨界電壓為22V。
[0025]下面將結合附圖對本發明欠壓保護的LED燈電路的工作原理進行說明，但是本發明并不因此而受到任何限制。
[0026]1.基準電壓電路:
由圖2所示，由可調基準集成電路TL431和NPN三極管組成精密穩壓電源10V，由RlO和Rll電阻分壓得到比較器UlA用的基準電壓+5V。
[0027]2.供電主回路
如圖2所示，外部24Vdc正常供電時，通過D3為LED燈提供VLED=24Vdc-VD3=約23.5V的電壓，LED燈正常點亮。因為電池電壓Vbat在15V-23.3V之間，即使P型場效應管MPl導通的情況下，D2的正端電壓低于負端的電壓VLED，無法通過二極管D2，電池的電流是不輸出的。同時，主電源(即外部24Vdc電源)通過Dl為電池提供涓流充電，保持電池充滿狀態。
[0028]外部電壓斷開后，LED燈的電壓跌落到低于Vbat_VD2時，D2導通，電池通過通過MPl和D2為負載供電，點亮LED。
[0029]如當電池電壓低于欠壓保護點15V時，在欠壓保護電路的控制下，關閉場效應管MPI，停止電池電流輸出，LED熄滅。
[0030]如圖3所示，主電源恢復后立即由主電源點亮LED燈，并通過Dl和限流電阻Rl和R20對電池充電。兩路并聯充電，實現快充。電池電壓充電上升到約22V時，比較器UlB輸出高電平(約1V)，Q6、Q4截止(即關閉)，Q5的柵極G2上拉到源極電位，Q5截止，切斷R20的充電電流。轉為由Rl單獨充電，實現涓流充電。
[0031]3.欠壓保護控制回路
如圖2所示，比較器UlA的3腳輸入分壓得到的+5V基準電壓，由R8、R9 (3:1輸入)分壓連接比較器負相輸入，檢測電池電壓Vbat。電池供電時Vbat逐漸降低，在約15V之前，R8、R9分壓輸入的電壓大于5V基準，反相比較器輸出VOl低電平，Ql導通，拉高Q2的柵極電平到10V，Q2導通。這時，因比較器輸出VOl低電平，D4截止，不影響3腳電平。Q2導通后R2、R3分壓使場效應管MPl的VGS=l/3Vbat=5?8V，MP1導通的。低于15V時，反相比較器輸出VOl高電平，Ql截止，R25拉低Q2的柵極電平到0V，Q2截止。Q2截止后R2、R3無電流，R2分壓為0V，使場效應管MPI的VGS=OV，MPI截止，關閉輸出，防止電池過放電。
[0032]電池停止供電后電池電壓Vbat會逐步回升，馬上大于15V，雖然R8、R9分壓輸入的電壓大于原來5V基準，但是比較器這時并不翻轉，因為欠壓保護后，UlA輸出高電平，在D4和R7的作用下，把原來的5V基準電壓抬高到約6.2 V，一個比原來高的新基準電壓，直到電池電壓Vbat>6.2*3=18.6V，比較器才翻轉，恢復MPl導通，再次點亮LED燈。通常充電后才能達到這個電壓。
[0033]雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施例對本發明作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種欠壓保護的LED燈電路，所述LED燈電路包括主電路單元;所述主電路單元設置有外部電源輸入端、LED燈電流輸入端、鎳氫電池端、二極管D1、二極管D2、二極管D3、限流電阻Rl和限流電阻R20;所述外部電源輸入端與二極管Dl的正端相連，二極管Dl的負端分別通過限流電阻Rl和限流電阻R20同所述鎳氫電池端并聯連接，所述鎳氫電池端與二極管D2的正端相連，所述二極管D2的負端與LED燈電流輸入端相連，所述外部電源輸入端與二極管D3的正端相連，所述二極管D3的負端與LED燈電流輸入端;所述LED燈電路還包括控制限流電阻R20通斷的鎳氫電池充電保護單元以及控制二極管D2通斷的欠壓保護單元。2.根據權利要求1所述的LED燈電路，其中，所述欠壓保護單元包括精密穩壓電源、比較器U1A、二極管D4、三極管Q1、P型場效應管和N型場效應管，所述P型場效應管與二極管D2和鎳氫電池端相連，所述精密穩壓電源包括可調基準集成電路TL431和NPN三極管，所述比較器UlA的基準電壓輸入端與所述NPN三極管相連，所述比較器UlA的比較電壓輸入端通過分壓電阻R8和分壓電阻R9與鎳氫電池端相連，所述比較器UlA的信號輸出端通過三極管Ql與N型場效應管相連，所述N型場效應管通過限壓電阻R2和限壓電阻R3控制P型場效應管的通斷。3.根據權利要求1所述的LED燈電路，其中，所述鎳氫電池充電保護單元包括比較器U1B、二極管D5、三極管Q6、N型場效應管和P型場效應管，所述P型場效應管與二極管Dl和限流電阻R20相連，所述比較器UlB的比較電壓輸入端通過分壓電阻R22、分壓電阻R17以及可調電阻Wl與鎳氫電池端相連，所述比較器UlB輸出端與三極管Q6相連，所述三極管Q6與N型場效應管相連，所述N型場效應管與所述P型場效應管相連。4.根據權利要求1所述的LED燈電路，其中，所述外部電源輸入端的電壓為24V，鎳氫電池端的工作電壓為15-23.5V。5.根據權利要求1所述的LED燈電路，其中，所述欠壓保護單元的臨界電壓為15V，所述鎳氫電池充電保護單元的臨界電壓為22V。
【文檔編號】H05B33/08GK106060999SQ201610277985
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】姜高, 俞申瑋
【申請人】平湖銥能新能源有限公司